Bệnh viroide th−ờng gây hại trên cây họ cà, đặc biệt là cây ớt, cà chua, thuốc lá; cây thuộc họ cam, chanh, họ cúc,... Bệnh hại ở khoai tây th−ờng gây ra các triệu chứng nh−: lá cây có màu xanh nhạt, lá nhỏ, cây cằn cỗi, củ th−ờng có hình thoi và có màu đỏ hồng, đôi khi có vết chết hay vết nứt. ở một số giống, lá trở nên mảnh và dài hơn, mép lá hơi cuốn lên ở phía gốc lá. Giữa thân cây và cuống lá th−ờng tạo thành một góc hẹp, nhỏ hơn bình th−ờng. Cây có xu h−ớng mọc đứng thẳng.
Trong thí nghiệm lây bệnh nhân tạo, giống Azimba bị nhiễm viroide lá th−ờng nhỏ, màu nhạt, thân mảnh và củ có hình thoi (Vũ Triệu Mân và D. Spire, 1978). Bệnh viroide gây hại ở cây cam (Citrus exocortis) th−ờng tạo triệu chứng điển hình là gốc cây bành rộng, cây cằn, lá nhạt màu. ở Canada, Mỹ có những vùng bệnh gây thiệt hại tới 80% năng suất khoai tây. Bệnh gây hại ở nhiều vùng trồng cam trên thế giới.
Bệnh cadang cadang, do viroide gây hại nhiều vùng trồng dừa ở Indonesia, Philippin, Malaysia, ...
III. Nguyên nhân gây bệnh
Viroide có cơ thể rất nhỏ bé, không có protein, không tạo virion, chúng không phải là các nucleprotein. Khác hẳn virus, viroide là những ARN tự do có trọng l−ợng phân tử rất nhỏ bé (PM ≈ 100.000 – 125.000).
Viroide có tính truyền nhiễm và gây bệnh cho cây. Viroide không thông qua giai đoạn tạo ADN trong chu kỳ sống của nó. ARN của chúng sao chép trực tiếp giống nh− các ARN khác và không nhập vào bộ gen của cây chủ.
Viroide truyền bệnh qua phấn hoa, hạt giống, cây tơ hồng và lây bệnh bằng giọt dịch qua vết th−ơng cơ giới, chúng có thể truyền qua mắt ghép, cành ghép và chiết. Ch−a thấy viroide truyền bệnh bằng côn trùng.
IV. Chẩn đoán và phòng trừ
Viroide là một bệnh rất nguy hiểm, vì chúng ký sinh ở mức độ tế bào, do đó việc loại trừ chúng tr−ớc khi trồng là rất quan trọng.
Để đảm bảo phòng trừ bệnh viroide thực vật ng−ời ta đ? sử dụng các giống chống bệnh dùng cây chỉ thị và ph−ơng pháp PCR để chẩn đoán xác định cây sạch bệnh cho nguồn giống ban đầu.
Trong sản xuất, sử dụng Sodium hypoclorit 0,25% hay calcium hypoclorit 1% khử trùng dao và dụng cụ làm v−ờn để trách lây nhiễm bệnh.
Ch−ơng X
TUYếN TRùNG THựC VÂT
I. ĐạI CƯƠNG Về TUYếN TRùNG THựC VậT
Tuyến trùng thực vật là nhóm sinh thái tuyến trùng thích nghi với đời sống ký sinh ở thực vật đang phát triển. Nhóm tuyến trùng này có một số đặc tr−ng quan trọng so với nhóm ký sinh ở động vật và các nhóm sinh thái khác nh−: th−ờng có kích th−ớc hiển vi; phần miệng có cấu tạo kim hút chuyên hóa để châm chích mô thực vật và hút chất dinh d−ỡng; kích th−ớc của trứng lớn so với kích th−ớc cơ thể; đời sống của chúng có quan hệ bắt buộc và trực tiếp với thực vật đang phát triển. Trong đó, cấu tạo kim hút chuyên hóa là đặc khác biệt quan trọng nhất.
Về mặt phân loại học, tuyến trùng ký sinh thực vật gồm 4 nhóm liên quan đến 4 bộ tuyến trùng là: bộ Tylenchida (chỉ trừ một số loài tuyến trùng họ Tylenchidae); bộ Aphelenchida; các loài tuyến trùng họ Longidoridae của bộ Dorylaimida; các loài tuyến trùng họ Trichodoridae thuộc bộ Triplonchida. Trong các nhóm ký sinh trên thì nhóm loài thuộc bộ Tylenchida là nhóm tuyến trùng ký sinh đông đảo nhất và có tầm quan trọng nhất đối với nông nghiệp.
Tuyến trùng thực vật sống và ký sinh ở tất cả các phần của thực vật đang phát triển, hoa, lá, hạt, thân và rễ, trong đó rễ là nơi gặp nhiều nhóm tuyến trùng ký sinh nhất. Tuyến trùng ký sinh thực vật có những tập quán dinh d−ỡng rất khác nhau, một số loài dinh d−ỡng trên những mô ngoài của thực vật, một số khác thâm nhập vào các mô sâu hơn, và một số khác có thể làm cho cây chủ tạo ra những nguồn dinh d−ỡng đặc biệt tại nơi chúng ký sinh. Tác hại do tuyến trùng gây ra đối với thực vật th−ờng là t−ơng đối nhẹ, tuy nhiên khi mật độ ký sinh lớn chúng có thể gây hại nghiêm trọng, thậm chí chúng có thể gây chết thực vật. Ngoài ra, một vài tuyến trùng có thể làm giảm khả năng của thực vật kháng lại sự xâm nhập của các tác nhân vi sinh vật gây bệnh khác và làm cho tác hại đối với thực vật càng trầm trọng thêm. Một số tuyến trùng ký sinh chuyên hóa có khả năng mang truyền virus gây bệnh cho thực vật. Tuyến trùng ký sinh có thể làm giảm 12,5% sản l−ợng cây trổng và thiệt hại do tuyến trùng ký sinh đối với cây trồng nông nghiệp −ớc tính là hàng trăm tỷ đô la Mỹ mỗi năm.
Trong thực tế hầu hết tuyến trùng ký sinh thực vật cũng phân bố trong đất, trong n−ớc cùng với các nhóm sinh thái khác, vì vậy, khi nghiên cứu tuyến trùng thực vật gặp không ít khó khăn, đặc biệt trong việc phân loại nhận dạng các loài tuyến trùng ký sinh thực vật. Sự hiểu biết đầy đủ về các bệnh do tuyến trùng ký sinh gây ra đòi hỏi sử dụng nhiều lĩnh vực sinh học khác nhau. Sinh thái đất làm sáng tỏ các yếu tố ảnh h−ởng đến sự phân bố, sự tồn tại và các chu kỳ quần thể của tuyến trùng. Sinh hóa của tuyến trùng và thực vật phân tích cơ chế hình thành bệnh. Sinh lý học thực vật tập trung vào hiệu ứng tác
Hình 1. Hình dạng của một số tuyến trùng
A. Hemicriconemoides; B. Aorolaimus; C. Heterodera; D. Rotylenchulus; E. Tylenchulus; hại thứ cấp của lá và rễ. Di truyền học góp phần tạo nên các giống thực vật kháng tuyến trùng. Nó cũng giúp tìm hiểu sự xuất hiện liên tục của các chủng mới, khả năng tấn công các giống chống chịu. Tập tính động vật kết hợp chặt chẽ với sinh lý thần kinh góp phần nghiên cứu sự dẫn dụ của mô thực vật và các chất hóa học đến tuyến trùng. Gần đây nhất là sinh học phân tử góp phần làm sáng tỏ về mặt phân loại, quan hệ họ hàng, chủng loại phát sinh cũng nh− bản chất của các quá trình sinh học ở tuyến trùng. Tóm lại, do nhận thức về tuyến trùng thực vật ngày càng phát triển, đặc biệt để đáp ứng cho một nền nông nghiệp bền vững với trình độ sản xuất cao trong sự hiện diện của tuyến trùng ký sinh, cần phải nghiên cứu mọi khía cạnh của mối quan hệ qua lại giữa tuyến trùng thực vật và thực vật trên cơ sở sử dụng kiến thức tích lũy đ−ợc của nhiều ngành sinh học và các lĩnh vực liên quan áp dụng cho đối t−ợng tuyến trùng thực vật.
II. CấU TạO HìNH THáI GIảI PHẫU TUYếN TRùNG THựC VậT 1. Hình dạng tuyến trùng
Hầu hết tuyến trùng có dạng hình giun, hình thoi dài, một số loài con cái tr−ởng thành của một số nhóm ký sinh có dạng hình quả lê, hay quả chanh, quả bầu, quả bí xanh. Nhìn chung tuyến trùng thực vật có kích th−ớc hiển vi, hầu hết các loài có chiều dài 0,2 - 1 mm, một số tr−ờng hợp dài tới 4 mm, cá biệt có thể tới 10 mm.
2. Cấu trúc cơ thể tuyến trùng
Cơ thể tuyến trùng bao bọc bằng vỏ cutin, trên vỏ cutin th−ờng có cấu tạo phân đốt ngang hoặc có thêm các cấu tạo trang điểm rất khác nhau, đặc biệt ở nhóm tuyến trùng vòng (Họ Criconematidae). Cấu tạo vân dọc cũng th−ờng gặp ở một số loài tuyến trùng. ở hầu hết tuyến trùng phân đốt đều có cấu trúc vùng bên gồm có các r?nh dọc còn gọi là đ−ờng bên. Bên d−ới vỏ cutin là một lớp hạ bì và cơ. Nằm xen kẽ giữa hạ bì và cơ là 4 bó hạ bì chạy dọc cơ thể, bên trong chứa các bó thần kinh, trong đó hai bó bên th−ờng phát triển mạnh hơn bó bụng và l−ng. Bên trong hạ bì là xoang cơ thể chứa dịch đặc quánh có vai trò nâng đỡ các cấu trúc bên trong nh− hệ tiêu hóa, hệ sinh sản và hệ bài tiết.
Hình 2. Cấu tạo tuyến trùng thực vật
1. Đầu; 2. Kim hút; 3. Thực quản tr−ớc; 4. Điều giữa; 5. Vòng thần kinh; 6. Lỗ bài tiết; 7. Diều tuyến; 8. Ruột; 9. Buồng trứng; 10. ống dẫn trứng; 11. Túi chứa tinh; 12. Tử cung; 13, 14. Hậu môn; 15. Vùng bên; 16. Phasmid; 17. Cơ vận chuyển kim hút; 18. Gốc kim hút;
Cấu tạo cơ thể tuyến trùng gồm 3 phần chính: Phần đầu còn gọi là vùng môi. Mặt tr−ớc đầu có cấu tạo dạng 6 thùy điển hình, ở giữa là lỗ miệng, xung quanh là các cơ quan xúc giác khác nhau, bao gồm amphids th−ờng có dạng vòng ngang. Đầu th−ờng đ−ợc phân biệt với phần thân bằng một eo thắt. Bên trong đầu có một bộ khung kitin hóa có vai trò nâng đỡ các cấu trúc đầu và gắn cơ vận chuyển kim hút. Phần thân là phần tiếp giáp giữa đầu và hậu môn. Bên trong thân chứa hầu hết các cơ quan nh− tiêu hóa, bài tiết, sinh sản.
Phần đuôi là phần từ hậu môn đến tận cùng cơ thể. Có nhiều dạng khac nhau: hình chóp nhọn, chóp tù, hình tròn, hình dài sợi chỉ đến hình trụ, v.v.
Hệ tiêu hóa bao gồm kim hút, thực quản, ruột và ruột cùng. Kim hút có cấu tạo hình ống, phía tr−ớc vuốt nhọn và có một lỗ dạng vát, phình đần về phía sau và tận cùng là 3 núm tròn hoặc tròn vát. Thực quản điểm hình gồm: phần trụ hẹp phía tr−ớc (procorpus), phần tiếp theo phình rộng tạo thành diều giữa (metacorpus) có cấu tạo cơ và có các tấm van ở giữa, tiếp theo là phần thắt thực quản (isthmus), phần sau phình rộng và kéo dài là tuyến thực quản, gồm 3 tuyến: 1 tuyến nằm phía l−ng và 2 tuyến nằm phía bụng bên. Thực quản tuyến th−ờng có thể có dạng bóng đèn đ−ợc ngăn cách rõ ràng với ruột hoặc có dạng thùy trải dài, bao phủ lên phần đầu của ruột. Thực quản tuyến th−ờng có 3 tế bào tuyến: một tuyến l−ng và hai tuyến bụng bên. Từ kim hút đến gianh giới ruột-thực quản có một ống ở giữa gọi là ống thực quản có chức năng vận chuyển thức ăn và chất tiết từ tuyến thực quản. Chất tiết của tuyến thực quản l−ng đổ vào ống thực quản gần gốc kim hút, còn chất tiết của tuyến bụng-bên đổ vào bên trong diều giữa. Ruột là một ống lớn không phân hóa, đ−ợc mở ra ngoài qua ruột cùng tại hậu môn hoặc ở con đực tr−ởng thành là huyệt. ở một số giống tuyến trùng hệ tiêu hóa ở con đực tiêu giảm hoặc không có chức năng.
Hệ sinh sản ở cả 2 giống đực và cái đều có cấu tạo dạng ống. Hệ sinh dục cái có thể gồm 2 nhánh sinh dục th−ờng nằm đối xứng nhau gọi là kiểu sinh dục đôi, hoặc chỉ có một nhánh gọi là kiểu sinh dục đơn. ở kiểu thứ 2, nhánh sinh dục sau tiêu giảm chỉ còn là túi tử cung sau, hoặc hoàn toàn không có. Mỗi nhánh sinh dục cái gồm có 4 phần chính là: buồng trứng, ống dẫn trứng, tử cung và âm đạo. Ngoài ra th−ờng có một cấu trúc chuyên hóa tại tử cung để chứa tinh trùng gọi là túi chứa tinh. Âm đạo đ−ợc mở ra ngoài qua âm hộ có dạng khe ngang nằm ở phía bụng ở giữa hoặc phần sau của cơ thể. Hệ sinh dục đực là một ống sinh dục đơn gồm no?n hoàn, ống sinh tinh dịch và ống đẫn tinh đ−ợc mở ra bên ngoài qua một lỗ huyệt chung với hậu môn. Cơ quan giao cấu gồm gai giao cấu dạng kép cùng một máng dẫn hoặc gai đệm. Gai giao cấu đ−ợc kitin hóa mạnh để mở âm hộ con cái và phóng tinh vào ống sinh dục cái. Đuôi con đực th−ờng có cấu tạo cutin loe rộng gọi là cánh đuôi trợ giúp khi giao phối.
Hệ bài tiết: gồm một tế bào tuyến đơn nhân thông qua ống tiết nối với lỗ bài tiết nằm ở phía bụng phần tr−ớc cơ thể, lỗ này th−ờng nằm t−ơng ứng với vùng thực quản nh−ng cũng có tr−ờng hợp nằm ở phía sau.
Các cơ quan xúc giác của tuyến trùng hầu nh− nằm ở trên đầu (gọi là các sensillae và amphids), ở phần thực quản (cephalids, derids, hemizonid và hemizonion) và ở phần đuôi (phasmids).
III. TóM TắT PHÂN LOạI CáC Bộ TUYếN TRùNG THựC VậT 1) Bộ Tylenchida
Vỏ cutin phân đốt, có cấu tạo vùng bên, có cấu tạo phasmids ở phần đuôi. Kim hút có 3 núm gốc phát triển. Thực quản có diều giữa phát triển hình tròn hinh thoi hoặc ovan, diều sau dạng tuyến có ranh giới rõ ràng với ruột hoặc kéo dài và phủ lên phần đầu của ruột. Lỗ đổ của tuyến thực quản l−ng ở phía tr−ớc thực quản sau gốc kim hút. Hầu hết các loài của bộ Tylenchida là ký sinh ở các phần khâc nhau của thực vật, chủ yếu là rễ.
Bộ Tylenchida bao gồm 9 họ là Tylenchidae, Anguinidae, Dolichodoridae, Belonolaimidae, Hoplolaimidae, Pratylenchidae, Heteroderida, Criconematidae và Tylenchulidae. Ngoại trừ họ Tylenchidae còn các họ còn lại đều là các họ ký sinh điển hình ở thực vật.
2) Bộ Aphelenchida(Họ Aphelenchidae)
Phân biệt với bộ Tylenchida bằng các đặc điểm sau: kim hút nhỏ, kém phát triển, có núm gốc hoặc không. Diều giữa lớn, nổi bật, đ−ờng kính diều giữa gần bằng chiều rộng cơ thể. Lỗ đổ của tuyến thực quản l−ng ở bên trong diều giữa. Hầu hết các loài trong bộ Aphelenchida là tuyến trùng dinh d−ỡng bằng nấm hoặc ăn thịt các động vật nhỏ khác chỉ có một số ít loài thuộc họ Aphelenchidae là ký sinh thực thụ ở các phần thực vật trên mặt đất.
3) Bộ Dorylaimida (Họ Longidoridae)
Cơ thể có kích th−ớc lớn, th−ờng dài hơn 1mm đến 10 mm. Vỏ cutin nhẵn, không có vùng bên, không có cấu tạo phasmids. Kim hút có dạng hình kim rất dài và mảnh, có núm gốc không điển hình hoặc không có. Thực quản chỉ gồm 2 phần chính: phía tr−ớc hình trụ hẹp, phần sau loe rộng hình bầu trụ, có cấu tạo cơ và các tế bào tuyến. Hầu hết các loài tuyến trùng thuộc bộ Dorylaimida sống tự do trong đất và n−ớc chỉ các loài thuộc họ Longidoridae là những loài ngoại ký sinh rễ, một số loài có khả năng mang truyền virus gây bệnh virus cho thực vật. Họ Longidoridae gồm 5 giống là Longidorus, Longidoroides, Paralongidorus, Xiphinema và Xiphidorus.
4) Bộ Triplonchida (Họ Trichodoridae)
Cơ thể có dạng ngắn, mập giống cái lạp s−ờng. Kích th−ớc cơ thể nhỏ (0,3 đến hơn 1mm). Vỏ cutin nhẵn và th−ờng phồng dộp trong dung dịch cố định có axit. Kim hút dài, mảnh và cong hình vòng cung. Phần tr−ớc thực quản hình trụ hẹp, phần sau loe rộng hình diều. Con cái có 2 buồng trứng đối xứng nhau (tr−ờng hợp con cái 1 buồng trứng chỉ gặp ở Nam Mỹ). Các cơ quan giao cấu nh− âm đạo, âm hộ ở con cái và gai giao cấu ở con đực rất phát triển. Đuôi ở cả con đực và cái đều ngắn và tròn.
Bộ Triplonchida (Họ Trichodoridae) chỉ có 2 họ là Diphterophoridae và Trichodoridae, trong đó Trichodoridae gồm các loài ngoại ký sinh điển hình rễ thực vật. Một số loài của họ này có khả năng mang truyền virus gây bệnh virus cho thực vật.
Họ Trichodoridae có 4 giống là Trichodorus, Paratrichodorus, Monotrichodorus và
Allotrichodorus, trong đó 2 giống đầu phân bố rộng khắp thế giới còn 2 giống sau chỉ phân bố ở một vài n−ớc Nam Mỹ.
IV. SINH THáI HọC TUYếN TRùNG THựC VậT 1. Sinh sản và phát triển của tuyến trùng thực vật 1. Sinh sản và phát triển của tuyến trùng thực vật
Tuyến trùng thực vật có 2 kiểu sinh sản: Sinh sản đơn tính (amphimictic), có đực và cái riêng rẽ; Sinh sản l−ỡng tính (parthenogenetic): không có đực hoặc có đực nh−ng không có chức năng sinh sản. Một số loài có con đực nh−ng rất hiếm và trong tr−ờng hợp này con đực không có vai trò bắt buộc. ở đa số tuyến trùng trứng đ−ợc đẻ từng cái ra ngoài đất hoặc vào trong mô thực vật. ở nhóm nội ký sinh cố định nh− Meloidogyne tuyến trùng cái đẻ hàng loạt vào một túi gelatin đ−ợc nó tiết ra, còn ở tuyến trùng bào nang (họ